KR102342805B1 - 프로브 카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 회로 검사를 수행하는 프로브 카드에 관한 것으로서, 특히 양극산화막 재질로 구성된 공간변환기와 주변 부품간의 결합 관계를 고려하여 고온의 환경에서도 열변형을 최소화하여 얼라인이 틀어지거나 파손되는 문제를 방지할 수 있는 프로브 카드에 관한 것이다.

Description

프로브 카드{PROBE CARD}
본 발명은 웨이퍼에 형성된 패턴을 검사하는 프로브 카드에 관한 것이다.
반도체 소자의 전기적 검사에 이용되는 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저, 공간변환기 및 프로브를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 프로브 카드는 회로 기판, 인터포저 및 공간변환기의 순서를 통해 전기 경로가 마련되어 웨이퍼와 직접 접촉하는 프로브에 의해 웨이퍼의 패턴을 검사할 수 있다.
프로브의 경우, 최근 반도체 소자의 미소화에 의해 미세화 및 협피치화되므로 프로브와 회로 기판 사이에 구비되는 공간변환기에 의해 회로 기판 단자와의 피치 간격이 보상될 수 있다. 이러한 공간변환기는 프로브와 회로 기판 단자와의 피치 간격을 보상하기 위해 프로브와 회로 기판 사이에 적합한 방법으로 구비될 수 있다.
종래의 공간변환기의 경우, 대략 100장 정도의 그린 세라믹 시트를 적층한 후 이를 소결함으로써 소결된 세라믹으로 구성될 수 있다. 이러한 공간변환기에 홈 또는 홀을 형성하기 위한 레이저 또는 드릴 가공을 수행할 경우, 그 두께에 의해 기계적 가공이 어려울 수 있다. 또한, 공간변환기에 기계적 가공을 수행함으로써 잔류응력이 형성되어 프로브 카드 사용시 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
위와 같은 종래의 공간변환기에 홈 또는 홀을 형성하지 않고 주변 부품과의 결합을 수행하기 위한 결합구조로는 한국등록특허 제10-1033454호(이하, '특허문헌 1'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
특허문헌 1은 공간변환기에 홈 또는 홀을 형성하지 않고, 프로브 헤드 프레임 및 수평 연장부를 통해 하부에서 상향으로 공간변환기를 지탱하는 구조를 채택하면서 공간변환기의 평탄도를 조절하기 위해 별도의 수단을 구비할 수 있다.
그러나 특허문헌 1의 경우, 공간변환기를 지탱하기 위한 구성 및 평탄도를 조절하기 위한 구성을 별도로 구비해야 하고, 상기한 구성들을 지지하고 고정하기 위한 또 다른 추가 구성을 구비해야 한다는 번거로움이 있다. 이로 인해 부가적인 구성들이 많아져 프로브 카드의 결합 구조가 비효율적이고 복잡해질 수 있다.
본 발명의 출원인은 양극산화막 재질로 구성된 공간변환기를 포함하는 프로브 카드를 개발하였다. 이러한 프로브 카드로는 한국공개특허 제10-2017-0139321호(이하, '특허문헌 2'라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
특허문헌 2의 프로브 카드용 기판은 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성될 수 있다.
그러나 특허문헌 2의 경우, 에칭 가공이 가능한 양극산화막 재질로 구성된 공간변환기만이 개시될 뿐 공간변환기를 주변 부품과 결합하기 위한 구조가 개시되어 있지 않다.
따라서, 양극산화막 재질로 구성된 공간변환기를 주변 부품과 결합하기 위한 결합구조의 개발이 필요하고, 고온의 환경에서 열변형을 최소화할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
한국등록특허 제10-1033454호 한국공개특허 제10-2017-0139321호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 양극산화막 재질로 구성된 공간변환기와 주변 부품간의 결합 관계를 고려하여 고온의 환경에서도 열변형을 최소화하여 얼라인이 틀어지거나 파손되는 문제를 방지할 수 있는 프로브 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따른 프로브 카드는, 양극산화막 재질로 구성되고, 수직 배선부와, 상기 수직 배선부와 연결되도록 구비되는 수평 배선부 및 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및 일단이 상기 공간변환기의 표면에 고정되고 타단이 상기 공간변환기의 상측에 구비되는 회로 기판에 결합되는 결합부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간변환기의 표면에 형성되는 홈; 상기 홈 내벽에 구비된 금속층; 금속 재질의 상기 결합부재를 상기 금속층에 결합하기 위한 솔더층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간변환기의 표면에 구비된 금속층; 및 금속 재질의 상기 결합부재를 상기 금속층에 결합하기 위한 솔더층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 프로브 카드는, 양극산화막 재질로 구성되고, 수직 배선부와, 상기 수직 배선부와 연결되도록 구비되는 수평 배선부 및 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및 일단이 상기 공간변환기의 하면을 지지하고 몸체가 상기 공간변환기를 관통하고 타단이 상기 공간변환기의 상측에 구비되는 회로 기판에 결합되는 결합부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트 및 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 포함하는 프로브 헤드를 더 포함하고, 상기 상부 가이드 플레이트 또는 상기 하부 가이드 플레이트 중 적어도 하나는 양극산화막 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 가이드 플레이트 또는 하부 가이드 플레이트는 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 가이드 플레이트 또는 하부 가이드 플레이트의 상, 하부 표면은 금속을 양극산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 기공홀이 구비되는 다공층의 하부에 형성되어 상기 기공홀의 일단을 폐쇄하는 배리어층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 공간변환기의 표면에 결합부재를 구비하여 주변 부품과 결합되는 구조를 형성하여 공간변환기의 평탄도 조절 및 공간변환기 지탱이 동시에 수행될 수 있다. 이로 인해 공간변환기의 평탄도 조절 및 지탱의 기능 수행하는 별도의 구성을 각각 구비할 필요없는 효율적인 구조가 형성될 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구조에서 공간변환기 및 상, 하부 가이드 플레이트 동일한 재질로 구성하여 구조적 효율성은 높고, 고온의 환경에서 열변형이 최소화되어 열변형으로 인한 기능적 오류가 최소화되는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 도시한 도.
도 2는 공간변환기의 결합 구조에 대한 다양한 실시 예를 확대하여 도시한 도.
도 3은 본 발명의 변형 예에 따른 프로브 카드를 개략적으로 도시한 도.
도 4 내지 도 10은 공간변환기를 제조하는 방법에 대한 실시 예들을 개략적으로 도시한 도.
도 11 및 도 12는 본 발명을 구성하는 프로브 헤드를 개략적으로 도시한 도.
도 13 내지 도 15는 상부 가이드 플레이트 또는 하부 가이드 플레이트를 구성하는 적층 구조의 복수개의 단위 양극산화막 시트를 확대하여 도시한 도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 부재들 및 영역들의 두께 및 폭 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 홀의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
다양한 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시 예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조 번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시 예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
회로 기판(160)과 프로브(80) 사이에는 회로 기판(160)의 단자와 프로브(80)간의 피치 간격을 보상하기 위한 공간변환기(ST)가 구비될 수 있다.
이러한 공간변환기(ST)는 결합부재(150)에 의해 주변의 다른 부품(예를 들어, 회로 기판(160))에 결합될 수 있다. 하나의 예로서 결합부재(150)에 의해 공간변환기(ST)를 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)과 결합한다고 할 경우, 결합부재(150)는 그 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되고, 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조로 구비될 수 있다. 결합부재(150)의 일단(150a)이 고정되는 공간변환기(ST)의 표면은 하나의 예로서 공간변환기(ST)의 상부 표면(180)일 수 있다. 이 경우, 결합부재(150)의 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되는 구조는 다양한 실시 예로 구현될 수 있다.
하나의 예로서, 공간변환기(ST)에 홈(102)을 형성하여 홈(102) 내부에 결합부재(150)를 구비할 수 있고, 별도의 홈(102)을 형성하지 않고, 공간변환기(ST)의 표면에 금속층(104) 및 솔더층(105)을 이용하여 결합부재(150)를 접합하는 방식을 통해 구비될 수도 있다.
본 발명의 경우, 공간변환기(ST)가 양극산화막(101) 재질로 구성된다. 그러므로 결합부재(150)를 구비하기 위한 별도의 홈(102)을 형성할 때 기계적 가공이 아닌 에칭 가공이 가능할 수 있다. 따라서, 공간변환기(ST)에 홈(102)을 형성하더라도 외력에 의한 스트레스가 발생하지 않을 수 있다. 그 결과 결합부재(150)를 구비하기 위한 구조에 한정이 없을 수 있다. 또 다른 하나의 예로서, 결합부재(150)는 공간변환기(ST)를 상, 하 관통하는 홀(107) 내부에 구비되는 구조로 구비될 수도 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 공간변환기(ST)의 표면에 결합부재(150)의 일단(150a)이 고정되고, 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조에 대한 다양한 실시 예를 도시하여 설명한다. 다만, 결합부재(150)에 의한 공간변환기(ST)의 결합구조는 이에 한정되지 않으며 다양한 결합부재(150)의 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되는 다양한 실시 예로 구현될 수 있다.
또한, 이하에서는 하나의 예로서 결합부재(150)가 볼트로 구성되는 것으로 도시하여 설명한다. 다만, 결합부재(150)의 구성은 이에 한정되지 않으며 공간변환기(ST)의 표면에 그 일단(150a)이 고정되고 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 공간변환기(ST)를 결합할 수 있는 적합한 부재로 구비될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프로브 카드(100)를 개략적으로 도시한 도이다. 이 경우, 설명의 편의상 복수개의 프로브(80)의 개수 및 크기는 과장되게 도시된다.
프로브 카드(100)는 프로브(80)를 공간변환기(ST)에 설치하는 구조 및 프로브(80)의 구조에 따라 수직형 프로브 카드(VERTICAL TYPE PROBE CARD,(100)), 컨틸레버형 프로브 카드(CANTILEVER TYPE PROBE CARD), 멤스 프로브 카드(MEMS PROBE CARD)로 구분될 수 있다. 본 발명에서는 하나의 예로서 수직형 프로브 카드(100)를 도시하여 공간변환기(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조를 설명한다. 본 발명의 공간변환기(ST)와 주변 다른 부품간의 결합 구조가 구현되는 프로브 카드의 종류는 이에 한정되지 않으며 멤스 프로브 카드 및 컨틸레버형 프로브 카드에 구현될 수도 있다.
도 1은 웨이퍼(W)가 오버 드라이브된 상태를 도시한 도이다. 반도체 소자의 전기적 특성 시험은 배선 기판상에 다수의 프로브(80)를 형성한 프로브 카드(100)에 반도체 웨이퍼(W)를 접근해 각 프로브(80)를 반도체 웨이퍼(W)상의 대응하는 전극 패드(WP)에 접촉시킴으로써 수행된다. 프로브(80)가 전극 패드(WP)에 접촉되는 위치까지 도달한 다음, 프로브 카드(100)측으로 웨이퍼(W)를 소정높이 추가 상승시킬 수 있다. 이와 같은 과정이 오버 드라이브일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프로브 카드(100)는 양극산화막(101) 재질로 구성되고, 수직 배선부(2)와, 수직 배선부(2)와 연결되도록 구비되는 수평 배선부(3) 및 복수개의 프로브(80)와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드(130)를 포함하는 공간변환기(ST) 및 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되고 타단(150b)이 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 결합되는 결합부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)는 상측에 회로 기판(160)이 구비되고, 하측에 복수개의 프로브(80)가 구비되는 프로브 헤드(1)가 구비될 수 있다. 다시 말해, 공간변환기(ST)는 회로 기판(160)과 프로브 헤드(1) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 공간변환기(ST)는 결합부재(150)에 의해 주변 부품에 결합될 수 있다.
하나의 예로서 공간변환기(ST)는 결합부재(150)에 의해 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 결합부재(150)는 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되고 타단(150b)이 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 결합되도록 구비될 수 있다. 본 발명의 프로브 카드(100)는 이러한 결합부재(150)에 의해 공간변환기(ST)와 회로 기판(160)이 결합되는 구조가 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 결합부재(150)는 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되도록 구비될 수 있다. 하나의 예로서 결합부재(150)는 그 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되되, 공간변환기(ST)의 표면에 형성된 홈(102)에 의해 고정될 수 있다.
구체적으로, 공간변환기(ST)의 표면에는 홈(102)이 형성될 수 있다. 이 경우, 홈(102)은 결합부재(150)의 일단(150a)을 고정함으로써 공간변환기(ST)의 표면에 결합부재(150)가 구비되는 구조를 형성하기 위해 형성될 수 있다. 홈(102)은 에칭 가공에 의해 형성될 수 있다. 결합부재(150)를 구비하기 위한 홈(102)은 바람직하게는 공간변환기(ST)에 구비되는 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3) 존재 영역의 바깥 부분에 형성될 수 있다.
본 발명은 공간변환기(ST)를 양극산화막(101) 재질로 구성하여 결합부재(150)를 구비하기 위한 홈(102)을 레이저나 드릴과 같은 기계적 가공이 아닌 에칭 가공으로 형성할 수 있다. 이로 인해 기계적 가공으로 인해 공간변환기(ST)에 가해지는 스트레스가 발생하지 않을 수 있다. 기계적 가공으로 홈(102)을 형성할 경우, 공간변환기(ST)에 가해지는 외력에 의해 스트레스가 발생하여 공간변환기(ST) 자체에 미세한 크랙이 발생할 수 있다. 이러한 크랙은 공간변환기(ST)의 파손 문제를 유발할 수 있고, 내구성을 저하시킬 수 있다. 또한, 홈(102)에 구비된 결합부재(150)의 결합력을 약화시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 그 결과 프로브 카드(100) 전체의 내구성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
하지만 본 발명은 레이저나 드릴과 같은 기계적 가공을 이용하지 않고 홈(102)을 형성할 수 있는 재질인 양극산화막(101) 재질로 공간변환기(ST)를 구성함으로써 기계적 가공을 수행함으로써 공간변환기(ST)에 발생할 수 있는 스트레스 문제를 방지할 수 있다. 그 결과 공간변환기(ST)의 표면에 구비되는 결합부재(150)의 고정력 및 공간변환기(ST) 자체의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 발휘될 수 있다.
이처럼 공간변환기(ST)의 표면에는 홈(102)이 형성되고, 홈 내벽(103)에는 금속층(104)이 구비될 수 있다. 금속층(104)의 경우, 하나의 예로서 열팽창 계수가 낮은 인바 재질로 구성될 수 있다. 금속층(104)을 구성하는 재질은 이에 한정되지 않고, 열팽창 계수가 낮은 다른 재질로 구성될 수도 있다. 금속층(104)은 열팽창 계수가 낮은 재질로 구성되어 고온의 환경에서도 쉽게 열변형되지 않을 수 있다. 이로 인해 금속층(104)이 열팽창함으로써 홈(102) 주변에 응력을 주는 문제가 방지될 수 있다.
공간변환기(ST)를 주변의 다른 부품(예를 들어, 회로 기판(160))과 결합하기 위한 결합부재(150)는 금속 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 홈(102) 내벽에 구비되는 금속층(104)에 금속 재질의 결합부재(150)를 결합하기 위해서는 솔더층(105)이 구비될 수 있다. 다시 말해, 홈(102)에는 금속 재질의 결합부재(150)를 금속층(104)에 결합하기 위한 솔더층(105)이 구비될 수 있다. 홈(102)에 구비되는 솔더층(105)은 금속층(104)과 결합부재(150) 사이에 구비되어 금속간의 결합을 수행할 수 있다.
본 발명은 공간변환기(ST)를 회로 기판(160)과 결합하기 위한 결합구조의 하나의 예로서 도 1에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)의 표면에 에칭 가공에 의한 홈(102)을 형성하고, 홈(102) 내부에 금속층(104) 및 솔더층(105)을 구비하여 홈(102)에 결합부재(150)를 구비할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 공간변환기(ST)를 양극산화막(101) 재질로 구성하여 기계적 가공(레이저 또는 드릴)을 이용하지 않고 결합부재(150)를 구비하기 위한 홈(102)을 형성할 수 있다. 이로 인해 공간변환기(ST)에 기계적 가공을 수행함으로써 발생하는 스트레스 문제가 발생하지 않을 수 있다.
공간변환기(ST)에 외력을 가하면서 발생하는 스트레스는 공간변환기(ST) 자체의 내구성을 저하시킬 뿐만 아니라, 공간변환기(ST)를 다른 부품과 결합하기 위한 결합 구조의 결합력도 약화시킬 수 있다. 하지만 본 발명은 공간변환기(ST)의 재질을 기계적 가공을 이용하지 않고 홈(102)을 형성할 수 있는 양극산화막(101) 재질로 구성함으로써 외력에 의한 스트레스로 인해 공간변환기(ST)가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 기계적 가공으로 형성되는 홈(102)에는 미세한 크랙이 존재할 수 있다. 이러한 크랙은 홈(102)에 구비되는 결합부재(150)의 고정력 및 결합력을 약화시킬 수 있다. 하지만 본 발명은 에칭 가공으로 홈(102)을 형성함으로써 홈(102)에 크랙이 존재하지 않을 수 있고, 그 결과 홈(102)에 구비되는 결합부재(150)의 고정력 및 결합력이 강화되어 공간변환기(ST)와 다른 부품간의 결합력도 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
위와 같은 구조로 결합부재(150)에 의해 회로 기판(160)과 결합된 공간변환기(ST)는 회로 기판(160)과 공간변환기(ST) 사이에 인터포저(interposer)를 구비하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)의 상부 표면에는 제1인터포저 접속 패드(110)가 구비되고, 회로 기판(160)의 하부 표면에는 제2인터포저 접속 패드(120)가 구비될 수 있다. 따라서, 공간변환기(ST)와 회로 기판(160) 사이에 위치하는 인터포저(170)는 제1, 2인터포저 접속 패드(110, 120)에 접합되어 공간변환기(ST)와 회로 기판(160)의 전기적인 연결을 수행할 수 있다.
본 발명은 공간변환기(ST)에 결합부재(150)가 구비되는 형태를 다양하게 구비하여 공간변환기(ST)와 다른 부품(예를 들어, 회로 기판(160))간의 결합구조를 다양한 예로 실시할 수 있다.
도 2는 공간변환기(ST)의 표면에 결합부재(150)가 구비된 구조에 대한 다양한 실시 예를 확대하여 도시한 도이다. 결합부재(150)를 구비하는 구조에 의해 공간변환기(ST)는 다양한 결합구조로 회로 기판(160)과 같은 다른 부품과 결합될 수 있다.
도 2(a)는 도 1에 하나의 예로서 도시된 결합부재(150)의 구비 구조를 확대하여 도시한 도이다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 결합부재(150)는 공간변환기(ST)의 표면에 형성된 홈(102)의 내벽에 금속층(104) 및 솔더층(105)이 구비되어 솔더층(105)에 의해 접합됨으로써 구비될 수 있다. 구체적으로, 홈(102)의 내벽에 구비되는 금속층(104)은 내벽 전체를 덮는 구조로 구비될 수 있다. 금속층(104)이 홈(102)의 내벽 전체에 형성될 경우, 솔더층(105)은 금속층(104)이 형성되는 구조에 따라 홈(102) 내벽에 노출된 금속층(104)의 표면(SF) 전체를 덮도록 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에 결합부재(150)의 일단(150a)이 고정될 경우, 홈(102) 내부로 삽입된 결합부재(150)의 일단(150a)의 외측면은 솔더층(105) 및 금속층(104)에 의해 커버될 수 있다. 이 경우, 홈(102) 내부에 금속층(104)과 솔더층(105)이 넓은 면적으로 구비되고 결합부재(150)와의 접합 면적이 넓어지게 되어 홈(102) 내부에 결합부재(150)의 일단(150a)을 고정하는 측면에서 보다 효과적일 수 있다.
또한, 금속층(104)의 적어도 일부는 양극산화막(101)의 기공홀(101a)로 침투될 수 있다. 양극산화막(101)은 금속을 양극 산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 다수의 기공홀(101a)이 형성되는 다공층(PL) 및 다공층(PL)의 하부에 형성되어 기공홀(101a)의 일단을 폐쇄하는 배리어층(BL)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 양극산화막(101)에 에칭 가공을 통해 홈(102)을 형성할 경우, 홈(102)의 내벽은 미세한 기공홀(101a)로 이루어질 수 있다. 따라서, 홈(102) 내벽에 구비되는 금속층(104)의 적어도 일부가 기공홀(101a)로 침투될 수 있다. 이로 인해 앵커링 효과로 접합이 이루어지고 홈(102)과 결합부재(150)간의 결합력이 보다 형상될 수 있다.
본 발명의 경우, 공간변환기(ST)를 양극산화막(101) 재질로 구성하고, 에칭 가공을 통해 홈(102)을 형성하므로 홈(102) 형성시 이용되는 가공 방법에 의해 공간변환기(ST)에 잔류 응력이 형성되지 않는다. 종래의 경우, 공간변환기(ST)가 소결된 세라믹 재질로 구성되므로 결합부재(150)를 구비하기 위한 홈(102) 또는 홀(107)을 형성할 때 기계적 가공 방법을 이용하게되면 공간변환기(ST)에 잔류 응력이 형성되어 결합부재(150)가 구비되는 홈(102) 또는 홀(107)에 결합력을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
하지만 본 발명은 양극산화막(101) 재질로 구성된 공간변환기(ST)에 에칭 가공을 이용하여 홈(102)을 형성하므로 잔류 응력이 형성되지 않는다. 따라서, 잔류 응력이 홈(102)에 구비되는 금속층(104)에 부정적인 영향을 미쳐 고정 결합력이 저하되는 문제가 발생되지 않는다. 그러므로 본 발명은 공간변환기(ST)에 결합부재(150)를 구비하기 위하여 홈(102) 내부에 금속층(104) 및 솔더층(105)을 형성하는 구조에 있어서 한계가 없을 수 있다.
도 2(b) 및 도 2(c)는 홈(102)에 금속층(104) 및 솔더층(105)이 구비되는 구조에 대한 다양한 실시 예를 도시한 도이다. 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 금속층(104)은 홈(102)의 내벽(103)의 적어도 일부에만 구비될 수 있다. 홈(102)의 내벽(103)은 바닥면(103a) 및 바닥면(103a)으로부터 상방향으로 연장되는 벽면(103b)으로 구성될 수 있다. 앞서 도 2(a)에서는 금속층(104)이 홈(102)의 바닥면(103a) 및 벽면(103b) 전체를 덮도록 형성되고 이에 따라 솔더층(105)이 금속층(104)의 노출된 표면(SF)을 덮도록 형성되었다.
이와는 달리, 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 금속층(104)은 바닥면(103a)에만 형성될 수도 있다.
먼저, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 금속층(104)은 바닥면(103a) 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 금속층(104)이 바닥면(103a) 전체를 덮도록 형성될 경우, 홈(102)의 벽면(103b) 일부에 금속층(104)이 접촉될 수 있다. 그런 다음 솔더층(105)이 형성되고, 솔더층(105)에 의해 홈(102)에 결합부재(150)의 일단(150a)이 접합되어 고정될 수 있다. 이 경우, 솔더층(105)은 금속층(104)보다 내측으로 금속층(104)이 형성된 범위보다 작은 범위로 구비되어 홈(102)의 벽면에 접촉되지 않는 구조로 형성될 수 있다.
이와는 달리, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 금속층(104)은 바닥면(103a)에만 구비되되, 바닥면(103a)의 적어도 일부에만 형성될 수도 있다. 이 경우, 금속층(104)은 결합부재(150)의 일단(150a)의 표면(SF)의 수평 면적보다 큰 면적으로 구비되되, 홈(102)의 벽면(103b)에 접촉되는 않는 범위로 구비될 수 있다. 그런 다음 금속층(104)의 내측으로 금속층(104)의 면적보다 작은 면적으로 솔더층(105)이 형성되고, 솔더층(105)에 의해 홈(102)에 결합부재(150)의 일단(150a)이 접합되어 고정될 수 있다.
도 2(b) 및 도 2(c)의 경우, 하나의 예로서 홈(102)에 구비되는 금속층(104)의 형성 면적을 달리하고, 이에 따라 솔더층(105)을 금속층(104)보다 내측으로 형성하여 결합부재(150)의 일단(150a)을 고정하는 구조를 도시하였다. 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 결합부재(150)는 그 일단(150a)을 홈(102)에 고정할 수 있는 구조로 금속층(104) 및 솔더층(105)이 형성된다면 그 구조에 대한 한정은 없다. 다만, 보다 효과적인 고정 결합력을 유지하기 위하여 바람직하게는 결합부재(150)의 일단(150a)의 표면(SF)의 수평 면적 전체가 솔더층(105)에 의해 금속층(104)과 결합될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
이와는 달리, 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)의 표면에 금속층(104)이 구비되고, 금속 재질의 결합부재(150)를 금속층(104)에 결합하기 위한 솔더층(105)을 구비하는 구조에 의해 결합부재(150)의 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정될 수 있다. 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 결합부재(150)는 공간변환기(ST)에 별도의 홈(102)을 형성하지 않고, 양극산화막(101)의 표면(SF)에 금속층(104)을 형성하고, 솔더층(105)에 의해 접합되는 구조로 구비될 수 있다. 금속층(104)은 인바 재질과 같이 열팽창 계수가 낮은 재질로 구성되므로 열변형되어 홈(102) 주변에 응력을 형성하는 문제를 방지할 수 있다.
도 2(d)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 표면(SF)에 금속층(104)을 형성할 경우, 바람직하게는 금속층(104)이 형성되는 양극산화막(101)의 표면(SF)이 기공홀(101a)로 구성될 수 있다. 이로 인해 금속층(104)의 적어도 일부가 기공홀(101a)로 침투되어 앵커링 효과로 접합이 이루어져 보다 효과적인 고정 결합력이 유지될 수 있다.
공간변환기(ST)를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 앞선 도 1과, 도 2(a) 내지 도2(d)에서는 하나의 예로서 한 개로 구성되는 것으로 도시하였지만, 실질적으로는 복수개의 양극산화막(101)이 접합층(4)에 의해 적층되어 구성되는 것도 포함할 수 있다.
도 2(e) 내지 도 2(h)는 복수개의 양극산화막(101)이 접합층(4)에 의해 적층되는 구조로 구성된 단위 양극산화막 배선 기판(140")에 도 2(a) 내지 도 2(d)를 참조하여 설명한 바와 같이 동일한 구조로 결합부재(150)가 구비되는 실시 예들을 도시한 도이다. 이 경우, 도 2(e) 내지 도 2(h)에 도시된 실시 예들은 단위 양극산화막 배선 기판(140")이 한 개의 양극산화막(101)이 아닌 복수개의 양극산화막(101)으로 적층되는 구조라는 점에서 도 2(a) 내지 도 2(d)에 도시된 단위 양극산화막 배선 기판(140)과 차이가 있다. 이를 제외한 나머지 구성 및 결합부재(150)가 구비되는 구조에 대한 설명은 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하여 다양한 실시 예들로 설명한 바와 같이 결합부재(150)는 그 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 표면에 고정되고 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조로 공간변환기(ST)와 회로 기판(160)을 결합할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 구조에 의하여 공간변환기(ST)를 지탱하는 별도의 부재를 구비하지 않더라도 견고한 결합 구조로 회로 기판(160)과 결합될 수 있다.
또한, 본 발명은 결합부재(150)의 하나의 예로서 볼트를 구비하여 공간변환기(ST)의 평탄도를 쉽게 조절할 수 있다. 종래의 경우, 공간변환기(ST)를 지탱하는 부재를 별도로 구비하고, 공간변환기(ST)의 평탄도를 조절하기 위한 별도의 구성을 구비해야 했으므로 공간변환기(ST)와 주변 부품간의 결합 구조가 복잡하였다.
하지만 본 발명은 공간변환기(ST)의 표면에 결합부재(150)의 일단(150a)을 고정시키고 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조를 통해 공간변환기(ST)의 평탄도 조절 및 공간변환기(ST)와 주변 부품간의 견고한 결합이 동시에 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 변형 예에 따른 프로브 카드(100')를 개략적으로 도시한 도이다. 변형 예의 프로브 카드(100)는 공간변환기(ST)를 상, 하 관통하는 홀(107)이 형성되어 홀(107)에 결합부재(150)가 구비된다는 점에서 실시 예와 차이가 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 변형 예의 프로브 카드(100')는 양극산화막(101) 재질로 구성되고, 수직 배선부(2)와 수직 배선부(2)와 연결되도록 구비되는 수평 배선부(3) 및 복수개의 프로브(80)와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드(130)를 구비하는 공간변환기(ST) 및 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 하면을 지지하고 몸체(150c)가 공간변환기(ST)를 관통하고 타단(150b)이 공간변환기(ST)의 상측에 구비되는 회로 기판(160)에 결합되는 결합부재(150')를 포함하여 구성될 수 있다.
변형 예의 경우, 결합부재(150)를 구비하기 위하여 공간변환기(ST)를 상, 하 관통하는 홀(107)이 형성될 수 있다. 이 경우, 홀(107)은 에칭 가공에 의해 형성되므로 공간변환기(ST)에 외력에 의한 스트레스가 발생하지 않을 수 있다. 변형 예는 바람직하게는 결합부재(150)로서 장볼트를 구비할 수 있다. 이로 인해 변형 예의 프로브 카드(100')는 홀(107)에 결합부재(150)가 구비되고 결합부재(150)의 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 하면을 지지하고, 몸체(150c)가 공간변환기(ST)를 관통하며, 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조가 형성될 수 있게 된다.
변형 예의 프로브 카드(100)는 공간변환기(ST)를 상, 하 관통하는 홀(107)에 결합부재(150)를 구비함으로써 공간변환기(ST)를 지탱하는 부재를 별도로 구비하지 않더라고 공간변환기(ST)가 안정적으로 지탱되는 효과가 발휘될 수 있다.
변형 예는 결합부재(150)의 일단(150a)이 공간변환기(ST)의 하면을 지지하고 몸체(150c)는 공간변환기(ST)를 관통하도록 위치하고 타단(150b)은 회로 기판(160)에 결합되는 구조에 의하여 공간변환기(ST)가 안정적으로 지지되면서 견고하게 결합되는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 변형 예는 너트의 조임 조절만으로 공간변환기(ST)의 평탄도를 쉽게 조절할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구조에 의하여 공간변환기(ST)를 지지하기 위한 별도의 구성을 구비하지 않더라도 공간변환기(ST)가 안정적으로 지지 및 결합됨과 동시에 공간변환기(ST)의 평탄도를 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 카드(100) 및 변형 예의 프로브 카드(100')는 결합부재(150)를 구비하는 결합구조를 제외한 프로브 카드(100)를 구성하는 나머지 구성이 동일할 수 있다. 따라서, 이하에서 설명하는 프로브 카드(100)를 구성하는 각 구성은 실시 예 및 변형 예의 프로브 카드(100')를 구성하는 구성일 수 있다.
먼저, 결합부재(150)의 일단(150a)이 고정되는 공간변환기(ST)에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조한 결합구조에 의해 주변 부품과 결합되는 공간변환기(ST)는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다.
양극산화막(101)은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공홀(101a)은 금속을 양극 산화하여 양극산화막(101)을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예를 들어 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극 산화하면 모재의 표면(SF)에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(101)이 형성된다. 이와 같이 형성되는 양극산화막(101)은 내부에 기공홀(101a)이 형성되지 않은 배리어층(BL)과, 내부에 기공홀(101a)이 형성된 다공층(PL)으로 구분된다. 배리어층(BL)은 모재의 상부에 위치하고, 다공층(PL)은 배리어층(BL)의 상부에 위치한다. 이처럼 배리어층(BL)과 다공층(PL)을 갖는 양극산화막(101)이 표면(SF)에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(101)만이 남게 된다. 양극산화막(101)은, 지름은 균일하고 수직한 형태로 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 기공홀(101a)을 갖게 된다. 이 경우, 배리어층(BL)을 제거하면, 기공홀(101a)이 상, 하로 수직하게 관통된 구조가 형성된다.
양극산화막(101)은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 온도에 의한 변형이 적다는 이점이 있다.
본 발명은 이러한 양극산화막(101) 재질로 공간변환기(ST)를 구성함으로써 고온의 환경에서 열변형이 적은 공간변환기(ST)를 구현할 수 있다.
공간변환기(ST)는 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140)이 상, 하 적층되어 형성될 수 있다. 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 접합층(4)에 의해 접합되어 공간변환기(ST)를 형성할 수 있다.
공간변환기(ST)의 경우, 다양한 제조 방법을 통해 제조되어 구비될 수 있다. 도 4 및 도 5는 하나의 예로서 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 구비된 공간변환기(ST)를 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 도이다.
이하, 도 4 및 도 5에서는 하나의 예로서 한 개의 양극산화막(101)으로 구성된 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 제조하는 방법을 개략적으로 도시하여 설명한다. 앞선 도 2(e) 내지 도2(h)에 도시된 바와 같이, 단위 양극산화막 배선 기판(140")이 복수개의 양극산화막(101)이 적층되는 구조로 구비될 경우, 후술하는 도 4(a) 및 도 5(a)에 도시된 관통홀(101b)이 구비된 양극산화막(101)을 구비하는 단계에서 관통홀(101b)이 구비되지 않은 양극산화막(101)을 복수개 적층하고 접합층(4)에 의해 접합하여 구비하는 단계가 수행될 수 있다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST)를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 제조하기 위해 관통홀(101b)이 구비되는 양극산화막(101)을 구비할 수 있다. 양극산화막(101)은 열팽창 계수가 낮을 수 있다. 이로 인해 고온의 환경에서 열변형을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 양극산화막(101) 재질로 구성된 공간변환기(ST)를 구비하는 본 발명의 프로브 카드(100)는 고온의 분위기의 공정에서 유리할 수 있다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이 관통홀(101b)이 구비되기 전에 양극산화막(101)은 다수의 기공홀(101a)이 포함된 형태일 수 있다. 이러한 양극산화막(101)의 상면에는 감광성 재료가 구비될 수 있다. 감광성 재료는 포토 공정에 의해 적어도 일부가 패터닝될 수 있다. 양극산화막(101)은 이러한 패터닝 과정에 의해 감광성 재료가 제거된 영역을 통해 에칭 공정이 수행될 수 있다. 이와 같은 과정에 의해 도 4(a)에 도시된 바와 같은 관통홀(101b)이 형성된 양극산화막(101)이 구비될 수 있다.
에칭 공정에 의해 형성되는 관통홀(101b)은 그 내벽이 일직선 형태로 수직하게 형성될 수 있다. 이로 인해 양극산화막(101)에 복수개의 관통홀(101b)을 협피치로 형성하는 것이 쉬워질 수 있다. 관통홀(101b)은 양극산화막(101)의 기공홀(101a)의 직경보다 큰 직경으로 형성될 수 있다.
그런 다음 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 관통홀(101b)에 수직 배선부(2)를 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 이와 같은 과정에 의해 단위 양극산화막 배선 기판(140)의 바디부(BD)가 형성될 수 있다.
수직 배선부(2)는 관통홀(101b)에 금속 물질을 충진하는 과정에 의해 형성될 수 있다. 관통홀(101b)에 충진되는 금속 물질은 Au, Ag, Cu 중 적어도 하나를 포함하는 저저항 금속 물질일 수 있다. 관통홀(101b)에 상기한 구성을 포함하는 저저항 금속 물질을 충진하여 수직 배선부(2)를 형성할 경우, 배선 저항이 낮으므로 전기 신호의 전달 속도를 향상시킬 수 있다. 그 결과 프로브 카드(100)를 이용하는 반도체 칩의 전기적 시험에 있어서 보다 유리할 수 있다.
그런 다음 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 상부에 접합층(4)을 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 접합층(4)은 감광성 재료일 수 있고, 하나의 예로서 (DFR; Dry Film Photoresist)일 수 있다. 한편, 접합층(4)은 열경화성 수지일 수 있다. 이 경우, 열경화성 수지 재료로서는 폴리이미드 수지, 폴리퀴놀린 수지, 폴리아미드이미드 수지, 에폭시 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지 및 불소수지 등일 수 있다.
접합층(4)은 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 서로 접합하기 위해 구비되므로 단위 양극산화막 배선 기판(140)이 적층되는 구조에 따라 양극산화막(101)의 적어도 일측에 구비될 수 있다. 도 4(c)에서는 하나의 예로서 양극산화막(101)의 상부에 접합층(4)이 구비될 수 있다.
본 발명을 구성하는 공간변환기(ST)는 양극산화막(101)의 상부에 접합층(4)을 구비함으로써 고온 소성 과정없이 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 적층 구조로 접합되도록 할 수 있다.
그런 다음 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 상부에 구비된 접합층(4)의 적어도 일부가 패터닝되는 과정이 수행될 수 있다. 접합층(4)은 양극산화막(101)의 상면에 수직 배선부(2)와 연결되도록 수평 배선부(3)를 구비하기 위해 패터닝될 수 있다. 따라서, 접합층(4)의 패터닝되는 영역(PF)은 바람직하게는 수직 배선부(2)의 수직 투영 영역을 포함할 수 있다. 이로 인해 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 각각의 수직 배선부(2)의 상면은 접합층(4)이 패터닝되어 노출된 형태일 수 있다.
패터닝 영역(PF)은 수직 배선부(2)의 수직 투영 영역을 포함하되, 수직 배선부(2)의 주변에 인접하는 기공홀(101a)의 수직 투영 영역을 포함하여 형성될 수 있다. 이로 인해 수직 배선부(2) 주변에 인접하는 기공홀(101a)의 상면이 노출되면서 양극산화막(101)의 적어도 일부의 상면이 패터닝 영역(PF)에 의해 노출되는 구조가 형성될 수 있다.
공간변환기(ST)를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 도 4(d)에 도시된 바와 같이 접합층(4)을 패터닝하는 과정에 의해 패터닝 영역(PF)을 형성함으로써 수평 배선부(3)를 형성하는 공간을 구비할 수 있다. 접합층(4)은 패터닝 과정이 수행되어 수평 배선부(3)를 형성하기 위한 공간을 제공한 다음 제거되지 않고 양극산화막(101)의 상면에 그대로 구비되어 패터닝 되지 않은 영역에 의해 접합 기능을 수행할 수 있다.
다시 말해, 접합층(4)은 수평 배선부(3)를 형성할 수 있는 공간을 제공하는 기능과, 패터닝 영역(PF)에 수평 배선부(3)가 형성된 다음 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 서로 접합할 수 있는 접합 기능을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라 바람직하게는 접합층(4)은 포토레지스트 공정에 의해 패터닝되어야 하므로 감광성 특성을 보유하고, 접합 기능을 수행하여야 하므로 접합 물질로서의 특성을 보유하는 구성으로 구비될 수 있다.
그런 다음 도 4(e)에 도시된 바와 같이, 패터닝 영역(PF)에 수평 배선부(3)를 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 수평 배선부(3)는 증착법이나 스퍼터링법, 이온 도금법 등의 박막 형성법에 의해 형성될 수 있다.
수평 배선부(3)는 패터닝 영역(PF)에 금속 물질을 충진하여 형성될 수 잇다. 수평 배선부(3)를 형성하는 금속 물질은 Au, Ag, Cu 중 적어도 하나를 포함하는 저저항 금속 물질일 수 있다. 수평 배선부(3)를 구성하는 금속 물질은 관통홀(101b)에 형성된 수직 배선부(2)의 금속 물질과 동일할 수 있다. 다시 말해, 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)는 동일 금속 물질로 구성될 수 있다.
수평 배선부(3)는 패터닝 영역(PF)에 형성됨으로써 주변에 접합층(4)이 구비될 수 있다. 이로 인해 양극산화막(101)의 상부에 구비된 접합층에 수평 배선부(3)가 포함되는 구조가 형성될 수 있다.
한편, 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 형성하기 전에 Cu 등의 금속 분말과 수지를 주성분으로 하는 도체 페이스트 또는 용융시킨 솔더 등이 관통홀(101b) 및 패터닝 영역(PF)에 충진될 수도 있다. 이러한 도체 페이스트 또는 용융시킨 솔더 등이 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)로서 기능할 수 있다.
단위 양극산화막 배선 기판(140)은 양극산화막(101)의 적어도 일측에 접합층(4)을 구비하고, 접합층(4)을 패터닝한 영역(PF)에 수평 배선부(3)를 구비함으로써 양극산화막(101)의 상부에 구비되는 하나의 층에 접합층(4) 및 수평 배선부(3)가 함께 동일 평면상에 구비되는 구조가 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는 접합층(4)에 의해 서로 접합되는 단위 양극산화막 배선 기판(140)간에 틈새가 존재하지 않도록 할 수 있다. 그 결과 접합층(4)에 의해 서로 접합되는 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140)으로 이루어지는 공간변환기(ST)의 접합 강도가 우수해질 수 있다.
패터닝 영역(PF)에 수평 배선부(3)가 구비됨으로써 단위 양극산화막 배선 기판(140)의 바디부(BD)의 상부에 상층부(UC)가 구비될 수 있다. 도 4(e)에 도시된 바와 같이, 상층부(UC)는 수평 배선부(3) 및 수평 배선부(3) 주변에 구비되는 접합층(4)으로 구성되어 바디부(BD)의 상면에서 지지될 수 있다.
패터닝 영역(PF)에 형성된 수평 배선부(3)는 금속 간의 접합 방법에 의해 수직 배선부(2)와 틈새없이 접합될 수 있다. 이 경우, 수평 배선부(3) 및 수직 배선부(2)를 접합하는 금속 접합 방법은 공개된 금속 접합 방법이 이용되되, 금속 간의 틈새없이 접합이 가능한 방법일 수 있다. 하나의 예로서 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 구성하는 금속 물질을 가열하여 용융시켜 접합하는 방법일 수 있다.
본 발명의 공간변환기(ST)를 구성하는 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 접합층(4)에 의해 서로 접합되어 제조되므로 고온 소성 공정의 수행이 필요 없다. 따라서, 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)로 Au, Ag, Cu 중 적어도 하나를 포함하는 저저항 금속 물질을 구비할 수 있다. 그 결과 전기 신호 전달 속도가 우수해질 수 있다.
도 5는 본 발명을 구성하는 공간변환기(ST)를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 다른 방법을 통해 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 관통홀(101b)이 구비된 양극산화막(101)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 접합층(4)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 접합층(4)을 패터닝하는 과정이 수행될 수 있다. 패터닝 과정에 의해 양극산화막(101)의 상면에는 패터닝 영역(PF)이 형성될 수 있다. 그런 다음 도 3(d)에 도시된 바와 같이, 패터닝 영역(PF) 및 관통홀(101b)에 한꺼번에 금속 물질을 충진하는 과정이 수행될 수 있다. 이로 인해 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)가 동시에 형성될 수 있게 된다.
수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 동시에 형성할 경우, 금속 물질을 충진하는 과정을 한번에 수행할 수 있으므로 상대적으로 효율적으로 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 제조할 수 있다.
이처럼 공간변환기(ST)를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 동시에 형성하거나, 각각 형성하여 연결되도록 하는 과정을 포함하여 단위 양극산화막 배선 기판(140)을 제조할 수 있다. 이와 같은 제조 방법에 의해 제조되는 단위 양극산화막 배선 기판(140)은 공간 변환기(ST)에 구비되어 우수한 접합 강도를 갖는 구조를 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명을 구성하는 공간변환기(ST')의 다른 실시 예를 도시한 도이다. 도 6(a)는 공간변환기(ST')의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 도이고, 도 6(b)는 공간변환기(ST')의 일부를 확대하여 도시한 도이다. 다른 실시 예의 공간변환기(ST')는 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140')이 제1, 2접합층(4)에 의해 상, 하로 접합되는 구조로 형성된다는 점에서 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 구비된 공간변환기(ST)와 차이가 있다.
도 6에서는 단위 양극산화막 배선 기판(140')이 한 장의 양극산화막(101)으로 구성되는 것으로 도시하였으나, 단위 양극산화막 배선 기판(140')은 앞서 도 2(e) 내지 도 2(f)를 참조하여 설명한 바와 같이 복수개의 양극산화막(101)이 적층되는 구조로 구성될 수도 있다. 이 경우, 복수개의 양극산화막(101)은 제1접합층(5) 및/또는 제2접합층(6)에 의해 접합될 수 있다.
이와 같은 공간변환기(ST')는 단위 양극산화막 배선 기판(140)의 양극산화막(101)의 상, 하부에 제1, 2접합층(5, 6)이 구비되어 공간변환기(ST') 자체의 접합 강도를 높이는 측면에서 보다 유리해질 수 있다. 이는 제1, 2접합층(5, 6)에 의해 접합되는 면적이 금속(구체적으로 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3))간의 접합 면적보다 넓기 때문일 수 있다.
하나의 예로서 도 6(a)에 도시된 공간변환기(ST')는 제1 내지 제3단위 양극산화막 배선 기판(141', 142', 143')으로 구성될 수 있다.
이 경우, 도 6(b)는 적층된 제2, 3단위 양극산화막 배선 기판(142', 143')의 적어도 일부를 확대한 도일 수 있다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, '구간 A'는 제2단위 양극산화막 배선 기판(142')의 제2접합층(6)과 제3단위 양극산화막 배선 기판(143')의 제1접합층(5)이 접합되는 구간일 수 있다. '구간 B'는 와 제2단위 양극산화막 배선 기판(142')의 수평 배선부(3)의 적어도 일부와 제3단위 양극산화막 배선 기판(143')의 수직 배선부(2)가 접합되는 구간일 수 있다. 또한, '구간 C'는 제2단위 양극산화막 배선 기판(142')의 수평 배선부(3)와 제3단위 양극산화막 배선 기판(143')의 제1접합층(6)의 적어도 일부가 접합되는 구간일 수 있다.'구간 D'는 제2단위 양극산화막 배선 기판(142')의 수평 배선부(3)의 적어도 일부와 제3단위 양극산화막 배선 기판(143')의 제1접합층(6)의 적어도 일부가 접합되는 구간일 수 있다. '구간 E'는 제2단위 양극산화막 배선 기판(142')의 제2접합층(5)과 제3단위 양극산화막 배선 기판(143')의 제1접합층(6)이 접합되는 구간일 수 있다.
양극산화막(101)의 상, 하부에 제1, 2접합층(5, 6)이 구비될 경우, 하나의 예로서 도 6(b)에 도시된 구간 A 내지 구간 E와 같이 금속 간의 접합 면적보다 접합층(구체적으로 제1, 2접합층(5, 6))에 의해 접합되는 면적이 넓을 수 있다.
다시 말해, 본 발명을 구성하는 공간변환기(ST')는 양극산화막(101)의 상, 하부에 구비되는 제1, 2접합층(5, 6)에 의해 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)가 금속 접합에 의해 연결되는 면적을 제외한 나머지 면적이 제1접합층(5) 또는 제2접합층(6) 중 적어도 하나에 의해 접합되는 면적으로 이루어질 수 있다.
이처럼 공간변환기(ST')는 금속(수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3))간에 접합이 이루어지는 면적을 제외한 나머지 면적이 접합층(구체적으로, 제1, 2접합층(5, 6) 중 적어도 하나) 및 금속이 접합되는 면적과, 접합층과 접합층(구체적으로, 제1, 2접합층(5, 6))이 접합되는 면적으로 이루어짐으로써 보다 우수한 접합 강도를 가질 수 있게 된다.
또한, 동일 평면상에 함께 구비되는 수직 배선부(2)와 수직 배선부(2) 주변에 구비되는 제1접합층(5), 동일 평면상에 함께 구비되는 수평 배선부(3)와 수평 배선부(3) 주변에 구비되는 제2접합층(6)에 의해 틈새없이 서로 접합되는 구조로 형성되어 구조적 측면에서 내구성을 갖는 효과를 얻을 수 있다.
도 7 내지 도 10은 다른 실시 예의 공간변환기(ST')를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 도이다. 이하, 도 7 내지 도 10에서는 하나의 예로서 한 개의 양극산화막(101)으로 구성된 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 제조하는 방법을 개략적으로 도시하여 설명한다. 단위 양극산화막 배선 기판(140')이 복수개의 양극산화막(101)이 적층되는 구조로 구비될 경우, 후술하는 도 7(a) 및 도 9(a)에 도시된 기공홀(101a)을 포함하는 양극산화막(101)을 구비하는 단계에서 복수개의 양극산화막(101)을 적층하여 제1접합층(5) 및/또는 제2접합층(6)으로 접합하여 구비하는 단계가 수행될 수 있다.
먼저, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 기공홀(101a)을 포함하는 양극산화막(101)이 구비될 수 있다.
그런 다음 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 하부에 제1접합층(5)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 제1접합층(5)을 패터닝하는 과정이 수행될 수 있다. 제1접합층(5)을 패터닝함으로써 양극산화막(101)의 하부에는 제1패터닝 영역(PF1)이 형성될 수 있다.
그런 다음 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 제1패터닝 영역(PF1)을 통해 에칭 공정을 수행하여 관통홀(101b)이 형성될 수 있다. 관통홀(101b)은 제1패터닝 영역(PF1)에 의해 에칭 공정이 수행되어 형성되므로 제1패터닝 영역(PF1)과 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 따라서 관통홀(101b)과 제1패터닝 영역(PF1)은 일직선 형태로 연통되는 구조를 형성할 수 있다.
단위 양극산화막 배선 기판(140')에서 제1접합층(5)은 관통홀(101b)에 구비되는 수직 배선부(2)를 형성하기 위한 마스크로서 기능할 수 있다. 또한, 양극산화막(101)의 하부에서 제거되지 않고 그대로 이용되어 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 접합하기 위한 접합 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1접합층(5)은 수직 배선부(2)를 형성하기 위한 마스크로서의 기능 및 접합 기능을 동시에 수행할 수 있다.
도 7(e)에 도시된 바와 같이, 공간변환기(ST')를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140')은 관통홀(101b) 및 제1패터닝 영역(PF)에 금속 물질을 충진하여 수직 배선부(2)를 형성할 수 있다. 도 7(c) 내지 도 7(e)의 과정에 의해 단위 양극산화막 배선 기판(140')에는 수직 배선부(2) 및 수직 배선부(2) 주변에 구비되는 제1접합층(5)으로 구성되는 하층부(LC)가 형성될 수 있다.
도 7(e)에 도시된 바와 같이, 단위 양극산화막 배선 기판(140') 제조 단계에서는 양극산화막(101)의 하부에 하층부(LC)를 형성하고 도 8에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 상부에 수평 배선부(3) 및 수평 배선부(3) 주변에 구비되는 제2접합층(6)으로 구성되는 상층부(UC)를 형성하는 과정이 수행될 수 있다.
구체적으로 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 상부에는 제2접합층(6)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 수직 배선부(2)의 수직 투영 영역을 포함하는 제2패터닝 영역(PF2)을 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 그런 다음 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 제2패터닝 영역(PF2)에 수평 배선부(3)를 형성하기 위한 금속 물질을 충진하는 과정이 수행될 수 있다. 이와 같은 과정에 의해 제2패터닝 영역(PF2)에는 수평 배선부(3)가 구비될 수 있다.
단위 양극산화막 배선 기판(140')에서 제2접합층(6)은 이처럼 수평 배선부(3)를 형성하기 위한 공간을 제공하는 기능을 할 수 있다. 또한, 양극산화막(101)의 상면에서 제거되지 않고 그대로 이용되어 복수개의 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 접합시키는 기능을 할 수 있다. 다시 말해, 제2접합층(6)은 수평 배선부(3)를 형성하기 위한 공간을 제공하는 기능 및 접합 기능을 동시에 수행할 수 있다.
다른 실시 예의 공간변환기(ST')를 구성하는 단위 양극산화막 배선 기판(140')은 도 7 및 도 8을 참조한 제조 방법과 다른 방법을 통해서 제조될 수도 있다. 도 9 및 도 10은 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 제조하는 방법의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 도이다.
도 9(a)에 도시된 바와 같이, 기공홀(101a)이 포함된 양극산화막(101)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 양극산화막(101)의 하부에 제1접합층(5)이 구비될 수 있다. 그런 다음 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 제1접합층(5)을 패터닝하여 제1패터닝 영역(PF1)을 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 그런 다음 도 9(d)에 의해 제1패터닝 영역(PF1)을 통해 양극산화막(101)에 관통홀(101b)을 구비하는 과정이 수행될 수 있다.
그런 다음 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 제2접합층(6)을 구비하는 과정이 수행될 수 있다. 그런 다음 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 제2접합층(6)을 패터닝하여 제2패터닝 영역(PF2)를 형성하는 과정이 수행될 수 있다. 이 경우, 제2패터닝 영역(PF2)은 관통홀(101b) 및 제1패터닝 영역(PF1)의 수직 투영 영역을 포함하여 형성될 수 있다. 이로 인해 제1, 2패터닝 영역(PF1, PF2) 및 관통홀(101b)이 서로 연통되는 구조가 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 도 10(c)에 도시된 바와 같이, 제1, 2패터닝 영역(PF1, PF2) 및 관통홀(101b)에 금속 물질을 한꺼번에 충진하는 과정이 보다 쉽게 수행될 수 있다. 이처럼 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 한번에 형성할 경우, 단위 양극산화막 배선 기판(140')을 제조하는 과정이 상대적으로 효율적으로 수행될 수 있다.
이처럼 단위 양극산화막 배선 기판(140')은 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 동시에 형성하거나, 각각 형성하여 연결되는 과정을 포함하여 제조될 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하는 단위 양극산화막 배선 기판(140')의 제조 방법에서는 하나의 예로서 양극산화막(101)의 하부에 제1접합층(5)을 먼저 구비하고, 상부에 제2접합층(6)을 구비하는 것으로 설명하였지만, 제1, 2접합층(5, 6)을 구비하는 순서는 이에 한정되지 않는다. 다만, 양극산화막(101)의 상부에 제2접합층(6)을 먼저 구비하고, 하부에 제1접합층(5)을 구비할 경우, 제1, 2패터닝 영역(PF1, PF2) 및 관통홀(101b)이 연통되는 구조가 형성되므로 바람직하게는 금속 물질을 한꺼번에 충진하여 수직 배선부(2) 및 수평 배선부(3)를 동시에 형성하는 과정을 포함하는 제조 방법이 이용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 3을 참조하면, 공간변환기(ST)의 하측에 구비되는 프로브 헤드(1)는 상부 가이드 구멍(43)을 구비하는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 구멍(53)을 구비하는 하부 가이드 플레이트(50)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 프로브 헤드(1)를 구성하는 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50) 중 적어도 하나는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 프로브 카드(100)를 구성하는 프로브 헤드(1)를 개략적으로 도시한 도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 제1, 2플레이트(10, 20)와 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 포함하는 가이드 플레이트(GP), 복수개의 프로브(80) 및 상, 하부 보강 플레이트(60, 70)를 포함하는 보강 플레이트(RP)를 포함하여 구성될 수 있다. 프로브 헤드(1)는 하나의 예로서 볼트 체결에 의해 결합될 수 있다. 다만 이는 하나의 예로서 설명되는 결합 수단이므로 이하의 도 11 및 도 12에서는 결합 수단인 볼트를 생략하고 도시한다.
프로브 헤드(1)는 제1플레이트(10)의 하부에 제2플레이트(20)가 구비되는 구조로 형성될 수 있다. 이하, 도 11 및 도 12를 참조하여 프로드 헤드(1)의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 12(a)는 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)를 위에서 바라보고 개략적으로 도시한 도이고, 도 12(b)는 도 12(a)의 A-A'를 따라 절단한 면을 바라보고 도시한 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이 제1플레이트(10)에는 상부 결합홀(12) 및 제1플레이트(10)의 하부에 얼라인을 맞춰 제2플레이트(20)를 쉽게 구비하기 위한 상부 가이드 핀 삽입홀(13)이 구비될 수 있다.
상부 결합홀(12)에는 하부에 제2플레이트(20)를 구비하여 제1, 2플레이트(10, 20)를 결합하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 하나의 예로서, 결합 수단은 볼트일 수 있다.
상부 가이드 핀 삽입홀(13)에는 상부 결합홀(12)을 통해 제1, 2플레이트(10, 20)를 볼트 결합하기 전에 제1, 2플레이트(10, 20)의 얼라인을 쉽게 맞추기 위한 가이드 핀이 위치할 수 있다.
제2플레이트(20)에는 하부 결합홀 및 하부 가이드 핀 삽입홀이 구비될 수 있다. 하부 결합홀에는 상부 결합홀(12)에 위치하는 볼트가 위치할 수 있고, 하부 가이드 핀 삽입홀에는 상부 가이드 핀 삽입홀(13)을 통해 삽입된 가이드 핀이 위치할 수 있다. 가이드 핀은 상부 결합홀(12) 및 하부 결합홀을 통한 볼트 결합 전에 제거될 수 있다.
제2플레이트(20)는 제1플레이트(10)와 대응되는 형상으로 구성될 수 있다. 따라서, 제2플레이트(20)에는 제1플레이트(10)의 상부 결합홀(12) 및 상부 가이드 핀 삽입홀(13)과 대응되는 위치에 각각 결합홀 및 가이드 핀 삽입홀이 형성될 수 있다.
이 경우, 도 12에 도시된 제1플레이트(10)의 상부 결합홀(12) 및 상부 가이드 핀 삽입홀(13)의 형상 및 개수는 하나의 예로서 도시된 것이므로 위치, 형상 및 개수는 이에 한정되지 않는다.
제1, 2플레이트(10, 20)는 상, 하부 안착영역(15, 25)에 각각 몰딩 결합 또는 본딩 결합된 가이드 플레이트(GP) 및 보강 플레이트(RP)가 구비되면, 서로 간의 위치를 어긋나도록 한 다음 볼트 결합될 수 있다. 이는 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)을 통해 직선 형태로 수직하게 삽입된 복수개의 프로브(80)를 탄성 변형시키기 위함일 수 있다.
제1, 2플레이트(10, 20)에 가이드 플레이트(GP) 및 보강 플레이트(RP)가 구비된 다음 서로 간의 위치를 어긋나게 하여 프로브(80)가 탄성 변형된 구조는 도 11에 도시된 구조와 같이 구현될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 제1플레이트(10)의 면적보다 작은 면적으로 구비될 수 있다. 이로 인해 제1플레이트(10)의 표면(SF) 중 상부 가이드 플레이트(40)를 구비하는 상부 표면(180)을 제외한 나머지 표면(SF)이 노출될 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 서로 대응되는 형태로 형성될 수 있고, 동일한 구성(예를 들어, 복수개의 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍(GH)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 프로브 카드(100)를 아래에서 바라보고 도시할 경우, 도 12(a)와 같이 구현될 수 있다.
따라서, 프로브 헤드(1)는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 제1, 2플레이트(10, 20)의 면적보다 작은 면적으로 구비되어 제1, 2플레이트(10, 20)의 표면(SF) 중 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 구비되는 상, 하부 표면(180, 190)을 제외한 나머지 표면(SF)이 노출되는 형태일 수 있다.
본 발명에 구비되는 프로브 헤드(1)의 경우, 이와 같은 구조에 의하여 취급이 용이할 수 있다. 구체적으로, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 복수개의 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍에 먼저 삽입되는 프로브(80)의 일단이 프로브(80)의 선단일 경우, 복수개의 프로브(80)의 선단을 안내하는 기능을 할 수 있다. 따라서 프로브 카드(100)의 프로빙 영역을 형성하는 구성일 수 있다. 이러한 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 지지하는 제1, 2플레이트(10, 20)는 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성할 수 있다. 따라서, 프로브 헤드(1)의 전체 면적 중 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 구비되는 면적은 프로빙 영역일 수 있다.
본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)의 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 제1, 2플레이트(10, 20)의 면적보다 작은 면적으로 구비되므로 프로빙 영역이 직접적으로 파손되거나 손상되는 문제가 최소화될 수 있다. 따라서 취급이 용이할 수 있다.
본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)와 달리, 프로빙 영역을 형성하는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적으로 형성될 경우, 복수개의 프로브(80)가 구비되어 실질적인 프로빙 과정을 수행하는 프로빙 영역 외에 불필요한 영역이 프로빙 영역에 포함되어 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성할 수 있다.
이와 같은 구조는 프로브 헤드(1)의 일부가 파손되더라도 프로빙 영역이 파손되는 것이므로 취급이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. 하지만 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 프로빙 영역을 형성하는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 제1, 2플레이트(10, 20)보다 작은 면적으로 구비됨으로써 파손의 위험도를 낮추고 용이한 취급이 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 제1, 2플레이트(10, 20)보다 작은 면적으로 구비됨으로써, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성하는 구조보다 상대적으로 균일한 평탄도를 형성할 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 프로브 헤드(1)의 전체 면적을 형성할 경우, 큰 면적으로 인해 평탄도를 균일하게 하기가 어렵다. 프로브(80)를 삽입되는 가이드 구멍이 형성되는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 평탄도가 균일하지 않을 경우, 프로브(80)의 위치가 변화하여 웨이퍼 패턴 검사의 오류가 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명을 구성하는 프로브 헤드(1)는 프로브(80)가 삽입되는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 면적이 프로브 헤드(1)의 면적보다 작은 면적이므로 평탄도를 균일하게 형성하기 유리할 수 있다.
프로브 헤드(1)를 구성하는 제1플레이트(10)는 프로브(80)의 선단을 안내하는 기능을 수행하는 상부 가이드 플레이트(40)를 상면에서 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 제1플레이트(10)는 상부 가이드 플레이트(40)보다 큰 면적으로 구비되어 상면의 적어도 일부 영역에서 상부 가이드 플레이트(40)를 지지할 수 있다.
제1플레이트(10)에는 상부 가이드 플레이트(40)를 구비하기 위한 상부 안착 영역(15)이 구비될 수 있다. 이 경우, 상부 안착 영역(15)은 제1플레이트(10)의 상면에 구비되며 제1플레이트(10)의 상면 중 어느 한 영역에 한정되지 않는다.
하나의 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 제1플레이트(10)의 평면상에 수직하게 배치되는 중심선을 기준으로 제1플레이트(10)의 중앙에 구비될 수 있다.
제1플레이트(10)의 상면에 구비된 상부 안착 영역(15)에는 상부 가이드 플레이트(40)가 구비될 수 있다. 이 경우, 상부 안착 영역(15)은 제1플레이트(10)의 상면에서 오목한 홈으로 구성될 수 있다. 다만, 상부 안착 영역(15)의 오목한 홈 형상은 하나의 예로서 도시된 것이므로 그 구성의 형상에 대한 한정은 없다. 따라서, 상부 안착 영역(15)은 제1플레이트(10)의 상면에서 상부 가이드 플레이트(40)를 보다 안정적으로 구비할 수 있는 적합한 형태로 구비될 수 있다.
제1플레이트(10)는 상면에 형성된 상부 안착 영역(15)에 의해 상부 가이드 플레이트(40)가 구비하려고 하는 위치로 쉽게 안내될 수 있다.
제1플레이트(10)에는 제1관통홀(11)이 구비될 수 있다. 제1관통홀(11)은 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)을 통해 삽입된 복수개의 프로브(80)를 위치시키기 위해 구비될 수 있다. 따라서 제1관통홀(11)은 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)이 구비되는 위치와 대응되는 위치에 구비되어 복수개의 프로브(80)가 위치하되, 복수개의 프로브(80)의 탄성 변형을 고려하여 이를 수용할 수 있는 내경으로 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(10)의 하부에는 제2플레이트(20)가 결합될 수 있다.
제2플레이트(20)는 하면에서 프로브(80)의 선단을 안내하는 기능을 수행하는 하부 가이드 플레이트(50)를 지지하는 기능을 할 수 있다. 이 경우, 제2플레이트(20)는 제1플레이트(10)와 대응되는 면적으로 구비될 수 있다. 따라서, 하면의 적어도 일부 영역에서 하부 가이드 플레이트(50)를 지지할 수 있다.
제2플레이트(20)의 하면에는 하부 가이드 플레이트(50)를 안착시키기 위한 하부 안착 영역(25)이 구비될 수 있다. 이 경우, 하부 안착 영역(25)은 제2플레이트(20)의 하면의 영역 중 어느 한 영역에 한정되지 않는다.
제2플레이트(20)는 제1플레이트(10)와 동일한 형상으로 구비되어 제1플레이트(10)와 서로 반전된 형태로 제1플레이트(10)의 하부에 결합될 수 있다. 따라서, 제2플레이트(20)의 하부 안착 영역(25)은 제1플레이트(10)의 상부 안착 영역(15)과 동일한 형상으로 반전되는 위치에 구비될 수 있다.
제2플레이트(20)의 하면에 구비된 하부 안착 영역(25)에는 하부 가이드 플레이트(50)가 구비될 수 있다. 이 경우, 하부 안착 영역(25)은 제2플레이트(20)의 하면에서 오목한 홈으로 형성될 수 있다. 다만 이는 하나의 예로서 도시된 것이므로 하부 안착 영역(25)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
하부 안착 영역(25)은 제2플레이트(20)의 하면에 하부 가이드 플레이트(50)를 구비할 시 보다 쉽게 하부 가이드 플레이트(50) 구비 위치를 안내할 수 있다.
도 12(b)에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(10)와 제2플레이트(20)는 도 12(b)의 도면상 제1, 2플레이트(10, 20)의 접촉 계면을 기준으로 서로 반전된 형태일 수 있다. 따라서, 제1플레이트(10)의 상부 가이드 플레이트(40)를 구비하는 상부 안착 영역(15)과 제2플레이트(20)의 하부 가이드 플레이트(50)를 구비하는 하부 안착 영역(25)은 서로 반전되는 위치에 구비될 수 있다.
또한, 상, 하부 안착 영역(15, 25) 각각에 구비되는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)도 서로 반전되는 위치에 구비될 수 있다. 다만, 제1, 2플레이트(10, 20)의 서로 반전되는 형태는 하나의 예로서 도시된 형태이므로 제1, 2플레이트(10, 20)의 형태는 이에 한정되지 않는다.
제2플레이트(20)에는 제1플레이트(10)의 제1관통홀(11)과 대응하여 제2관통홀(21)이 구비될 수 있다. 이로 인해 제1관통홀(11)에 위치하는 프로브(80)가 제2관통홀(21)에도 위치할 수 있게 된다. 제2관통홀(21)은 제1관통홀(11)의 내경과 동일한 내경으로 형성될 수 있다. 다만 이는 한정되지 않으며 제2관통홀(21)은 제1관통홀(11)과 대응되면서 제1관통홀(11)보다 작은 내경으로 형성되되, 제1관통홀(11)에 위치하는 복수개의 프로브(80)가 탄성 변형될 경우 이를 수용할 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있는 내경으로 형성될 수 있다.
이와는 달리, 제2관통홀(21)은 제1관통홀(11)과 대응되는 위치에 제1관통홀(11)보다 큰 내경으로 형성될 수도 있다.
다시 도 11을 참조하면, 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)으로 삽입되어 하부 가이드 플레이트(50)의 하부 가이드 구멍(53)으로 삽입되는 복수개의 프로브(80)에 의해 제1, 2관통홀(11, 21)의 내부에는 복수개의 프로브(80)가 위치할 수 잇다. 따라서, 프로브 헤드(1)는 제1플레이트(10)에 구비된 제1관통홀(11)과 제1관통홀(11)과 대응하여 제2플레이트(20)에 구비된 제2관통홀(21)을 포함하여 구성되어 제1, 2관통홀(11, 21) 내부에 복수개의 프로브(80)가 위치하는 형태일 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)으로 프로브(80)를 용이하게 삽입하기 위해 동일한 위치에 대응되게 구비될 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50) 중 적어도 하나는 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명을 구성하는 공간변환기(ST) 및 복수개의 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍이 형성되어 실질적인 프로빙 영역을 형성하는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 동일한 양극산화막(101) 재질로 구성될 수 있다.
프로브 카드(100)는 웨이퍼를 구성하고 있는 각각의 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electronic Die Sorting) 공정을 수행할 수 있다. EDS공정의 경우 고온의 환경에서 수행될 수 있다. 따라서, 프로브 카드(100)의 전체적인 온도가 상승하면서 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)가 열팽창할 수 있다. 이 때, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50) 중 적어도 하나가 양극산화막(101) 재질로 구성될 경우, 쉽게 열변형되지 않을 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 양극산화막(101) 재질로 구성됨으로써 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)의 위치 정밀도가 낮아지는 문제를 방지할 수 있다.
양극산화막(101) 재질의 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 에칭 공정에 의해 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)이 형성될 수 있다. 양극산화막(101) 재질의 경우, 에칭 공정으로 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)을 수직하게 형성할 수 있다. 이로 인해 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)의 미세화 및 협피치화가 가능할 수 있다.
본 발명의 프로브 카드(100)는 프로브 접속 패드(130)를 구비하는 공간변환기(ST) 및 공간변환기(ST)의 하측에 구비되되 프로브(80)가 구비되는 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 동일한 양극산화막(101) 재질로 구성함으로써 열변형으로 인해 프로브 접속 패드(130)와, 프로브 접속 패드(130)와 접촉되는 프로브(80)의 상단 간의 얼라인이 틀어지는 문제를 방지할 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)는 프로브 헤드(1)에 포함되는 구성으로, 프로브(80)가 삽입되는 가이드 구멍(구체적으로, 상, 하부 가이드 구멍(GH))이 형성되어 실질적으로 프로빙 영역을 형성하는 구성일 수 있다.
본 발명은 이러한 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)와, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)에 구비되는 프로브(80)와 직접적으로 접촉되어 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드(130)를 구비하는 공간변환기(ST)의 재질을 양극산화막(101) 재질의 동일한 재질로 구성할 수 있다. 이로 인해 고온의 환경에서도 프로브(80)와 프로브 접속 패드(130)의 얼라인이 틀어지는 문제가 발생하지 않을 수 있다.
그 결과 오버 드라이브되어 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 수직형 프로브 카드(100)의 프로빙 신뢰도가 높아질 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 적어도 일면에는 보강 플레이트(RP)가 구비될 수 있다. 본 발명에서는 도 11 및 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 하나의 예로서 상부 가이드 플레이트(40)의 하면 및 하부 가이드 플레이트(50)의 상면에 각각 보강 플레이트(RP)가 구비될 수 있다. 이로 인해 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 기계적 강도가 향상될 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 적어도 일면에 보강 플레이트(RP)가 구비될 경우, 보강 플레이트(RP)는 상부 가이드 플레이트(40)의 일면에 결합되는 상부 보강 플레이트(RP) 및 하부 가이드 플레이트(50)의 일면에 결합되는 하부 보강 플레이트(RP)로 구성될 수 있다.
따라서, 상부 가이드 플레이트(40)에는 상부 가이드 플레이트(40)의 일면에 구비되는 상부 보강 플레이트(60)와 가이드 핀을 이용하여 얼라인을 맞추기 위한 가이드 핀 삽입홀(41)이 구비될 수 있다. 또한, 상부 가이드 플레이트(40)에는 상부 보강 플레이트(60)와 제1플레이트(10)를 볼트 체결하기 위한 볼트가 삽입되는 메인 볼트 체결홀(42)이 구비될 수 있다.
하부 가이드 플레이트(50)는 상부 가이드 플레이트(40)와 대응되는 형상으로 구성되므로 동일한 위치에 동일한 형상으로 동일한 기능을 수행하는 가이드 핀 삽입홀 및 메인 볼트 체결홀이 구비될 수 있다.
보강 플레이트(RP)에는 복수개의 프로브(80)가 위치하는 절개홈(RH)이 구비될 수 있다. 이 경우, 상부 보강 플레이트(RP)에 구비되는 절개홈(102)은 상부 절개홈(63)이고, 하부 보강 플레이트(RP)에 구비되는 절개홈(102)은 하부 절개홈(73)으로 구성될 수 있다.
절개홈(RH)은 하나의 예로서 사각 단면을 갖는 형상으로 형성될 수 있고, 그 형상은 이에 한정되지 않는다. 따라서, 원형 단면을 갖는 형상으로 형성되어도 무방하다.
보강 플레이트(RP)의 절개홈(RH)은 복수개의 프로브(80)가 위치할 수 있도록 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 복수개의 상, 하부 가이드 구멍이 구비됨으로써 형성되는 상, 하부 가이드 구멍 존재 영역의 면적보다 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 일면에 각각 절개홈(RH)이 구비되는 보강 플레이트(RP)가 구비됨으로써 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 일면 및 타면이 보강 플레이트(RP)에 의해 지지되는 구조가 형성될 수 있다.
보강 플레이트(RP)의 경우, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 지지하는 기능을 수행할 수 있으므로 바람직하게는 기계적 강도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 구체적으로, 보강 플레이트(RP)는 Si3N4 재질로 구성될 수 있다. 또한, 보강 플레이트(RP)는 세라믹 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 절개홈(RH)은 각각의 재질 구성에 적합한 방법으로 형성될 수 있다.
보강 플레이트(RP)와 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 결합은 본딩 결합 또는 적층된 상부 가이드 플레이트(40) 및 상부 보강 플레이트(60), 적층된 하부 가이드 플레이트(50) 및 하부 보강 플레이트(70)의 상부를 몰딩하는 몰딩 결합 또는 본딩 결합에 의해 결합될 수 있다.
이와 같은 구조에 의해 양극산화막(101) 재질의 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)에 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)의 미세화 및 협피치화를 구현하면서 기계적 강도 측면에서도 장점을 가질 수 있게 된다.
프로브 헤드(1)는 상부 안착 영역(15)에 구비되는 상부 가이드 플레이트(40) 및 상부 보강 플레이트(RP)와, 하부 안착 영역(25)에 구비되는 하부 가이드 플레이트(50) 및 하부 보강 플레이트(RP)가 서로 반대되는 방향으로 적층되는 구조를 가질 수 있다. 이로 인해 프로브(80)의 슬라이딩을 안내하는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50)의 기계적 강도가 강화될 수 있게 된다.
얇은 두께의 양극산화막(101) 재질은 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)을 수직하게 형성하는데에 보다 효율적일 수 있다. 또한, 양극산화막(101) 재질은 상, 하부 가이드 구멍(43, 53)의 미세화 및 협피치화를 구현하기에 적합한 재질일 수 있다. 프로브 헤드(1)는 이러한 양극산화막(101) 재질로 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50) 중 적어도 하나를 구비하고, 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)의 일면에 상, 하부 보강 플레이트(60, 70)를 결합하는 구조를 형성함으로써 미세화된 프로브(80)를 협피치로 구비하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이와 동시에 휨 변형이 방지된 우수한 내구성을 가질 수 있게 된다
상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)는 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)가 적층되어 구성될 수 있다. 이 경우, 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)의 상, 하부 표면(180, 190)은 금속을 양극산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 기공홀(101a)이 구비되는 다공층(PL)의 하부에 형성되어 기공홀(101a)의 일단을 폐쇄하는 배리어층(BL)으로 이루어질 수 있다.
단위 양극산화막 시트(200)의 경우, 양극산화막(101)으로 구성되어 기공홀(101a)이 구비되는 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 하부에 형성되어 기공홀(101a)의 일단을 폐쇄하는 배리어층(BL)을 포함하여 이루어질 수 있다. 따라서 단위 양극산화막 시트(200)의 상, 하부 표면이 비대칭되는 구조일 수 있다.
기공홀(101a)이 존재하지 않는 배리어층(BL)과, 규칙적으로 배열된 기공홀(101a)이 존재하는 다공층(PL)의 경우 밀도 차이가 존재할 수 있다. 따라서, 비대칭 구조를 갖는 하나의 단위 양극산화막 시트(200)만을 이용하여 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)를 구비할 경우, 고온의 환경에서 휨 변형이 발생할 수 있다.
또한, 상부 가이드 플레이트(40)에는 프로브(80)를 삽입하기 위한 상부 가이드 구멍(43)이 형성되고, 하부 가이드 플레이트(50)에는 프로브(80)를 삽입하는 하부 가이드 구멍(53)이 형성될 수 있다. 그런데 상부 가이드 플레이트(40)의 표면(SF)이 기공홀(101a)을 포함하는 다공층(PL)으로 구성될 경우, 미세한 파티클이 포집되어 가이드 구멍(GH)을 통한 프로브(80)의 삽입과 함께 배출되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)의 표면(SF)이 다공층(PL)으로 형성될 경우, 가이드 구멍(GH)을 통한 프로브(80) 삽입 과정에서 밀도가 낮아 상대적으로 내구성이 취약한 다공층(PL)이 마모되어 파티클이 발생할 수 있다. 이러한 파티클은 프로브(80)와 함께 배출되어 프로브 카드(100)의 검사 기능 불량 문제를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 프로브(80)를 삽입하는 가이드 구멍(GH)이 각각 구비되는 상부 가이드 플레이트(40) 및 하부 가이드 플레이트(50) 중 적어도 어느 하나를 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)로 적층하여 구성하되, 그 표면(SF)이 배리어층(BL)으로 대칭되는 구조로 이루어지도록 구비할 수 있다.
이로 인해, 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)는 상, 하부 표면(180, 190)의 밀도가 균일하여 휨 변형이 발생하지 않을 수 있다.
또한, 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)의 표면(SF)에 배리어층(BL)이 존재함으로써 파티클이 기공홀(101a)을 통해 상부 가이드 플레이트(40) 내부로 유입되는 문제가 방지될 수 있다.
또한, 프로브(80) 삽입 과정에 있어서 프로브(80) 선단이 가장 먼저 삽입되는 가이드 구멍(GH)의 개구 내벽이 밀도가 높은 배리어층(BL)으로 구성되어 내구성이 높을 수 있다. 이로 인해 프로브(80) 삽입과 동시에 발생할 수 있는 가이드 구멍(GH)의 개구의 내벽 마모를 방지할 수 있다. 그 결과 가이드 구멍(GH)의 개구의 내벽 마모로 인한 파티클 발생 문제를 최소화할 수 있다.
이하, 도 13 및 도 14를 참조하여 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)가 적층되는 구조로 구성되는 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)의 구조에 대해 구체적으로 설명한다. 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)는 단위 양극산화막 시트(200)를 접합하는 적합한 방법에 의해 접합될 수 있다. 하나의 예로서 단위 양극산화막 시트(200)를 접합하는 시트 접합층(300)에 의해 서로 접합될 수 있다.
도 13 및 도 14는 상부 가이드 플레이트 및 하부 가이드 플레이트(50) 중 적어도 어느 하나일 수 있고, 이하에서는 하나의 예로서 상부 가이드 플레이트(40)인 것으로 설명한다. 도 13 및 도 14에서는 설명의 편의상 상부 가이드 구멍(43)을 구비하는 상부 가이드 플레이트(40)의 일부가 확대되어 개략적으로 도시된다.
먼저, 도 13은 상부 가이드 플레이트(40)가 홀수개의 단위 양극산화막 시트(200)로 구성될 경우의 적층 구조에 대한 다양한 실시 예를 도시한 도이다. 하나의 예로서, 제1 내지 제3단위 양극산화막 시트(201, 202, 203)가 순차적으로 적층될 수 있다.
도 13(a)에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 하부 표면(190)을 형성하는 제1단위 양극산화막 시트(201)가 기공홀(101a)을 포함하는 다공층(PL)과, 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101)으로 구성되어 구비될 수 있다. 또한, 상부 표면(180)을 형성하는 제3단위 양극산화막 시트(203)가 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 구비되는 양극산화막(101)으로 구성되어 구비될 수 있다. 그런 다음 배리어층(BL)이 제거된 다공층(PL)으로 구성된 양극산화막(101)으로 구성된 제2단위 양극산화막 시트(202)가 제1 및 제3단위 양극산화막(101)시트 사이에 구비될 수 있다.
도 13(a)에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 제1단위 양극산화막 시트(201)가 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 위치하도록 구비되고, 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 다공층(PL)으로 구성된 제2단위 양극산화막 시트(202)가 적층되고, 제2단위 양극산화막 시트(202)의 상부에 제3단위 양극산화막 시트(203)가 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 위치하도록 구비되는 구조로 이루어질 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)는 제1 및 제3단위 양극산화막 시트(201, 203)에 의하여 상, 하부 표면(180, 190)이 배리어층(BL)으로 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 도 13(a)에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 상, 하부 표면(180, 190)을 포함하는 표면(SF)이 모두 배리어층(BL)으로 이루어져 대칭되는 구조로 형성될 수 있다.
도 13(a)에 도시된 바와는 달리, 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)로 구성되는 상부 가이드 플레이트(40)는 상부 가이드 플레이트(40)의 표면(SF)을 형성하는 제1 및 제3단위 양극산화막 시트(201, 203)를 제외한 제2단위 양극산화막 시트(202)의 구조만을 변경하여 다양한 구조로 형성될 수도 있다.
도 13(b)에 도시된 상부 가이드 플레이트(40)는 도 13(a)에 도시된 상부 가이드 플레이트(40)와 제2단위 양극산화막 시트(202)의 구조가 다르다는 점에서 차이가 있다.
도 13(b)에 도시된 바와 같이, 제2단위 양극산화막 시트(202)는 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 위치하는 구조로 구비되어 상부 가이드 플레이트(40)를 구성할 수 있다.
이와는 달리, 도 13(c)에 도시된 바와 같이, 제2단위 양극산화막 시트(202)는 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 위치하는 구조로 구비되어 상부 가이드 플레이트(40)를 구성할 수도 있다.
이처럼 상부 가이드 플레이트(40)는 상, 하부 표면(180, 190)을 포함하는 표면(SF)을 형성하는 제1 및 제3단위 양극산화막 시트(201, 203)의 구조는 배리어층(BL)이 서로 대칭되는 구조로 구비하고, 제1 및 제3단위 양극산화막 시트(201, 203) 사이에 구비되는 제2단위 양극산화막 시트(202)의 구조만을 달리하여 다양한 형태로 실시될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 표면(SF)을 배리어층(BL)이 대칭되는 구조를 이루도록 구성되어 상부 가이드 플레이트(40)의 상, 하면 밀도를 균일하게 할 수 있다. 이로 인해 휨 변형 문제가 방지될 수 있다.
또한, 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 가이드 구멍(43)을 제외한 나머지 표면(SF)이 배리어층(BL)에 의해 폐쇄되는 구조이므로 파티클이 상부 가이드 플레이트(40) 내부로 유입되는 문제가 방지될 수 있다.
또한, 상부 가이드 구멍(43)을 통한 프로브(80) 삽입시 상부 가이드 구멍(43)의 개구 내벽이 밀도가 높은 배리어층(BL)으로 구성되어 마모에 대한 내구성이 상대적으로 높을 수 있다. 이로 인해 프로브(80) 삽입시 발생되는 파티클 문제가 최소화될 수 있다.
도 14는 상부 가이드 플레이트(40)가 짝수개의 단위 양극산화막 시트(200)로 구성될 경우의 적층 구조에 대한 다양한 실시 예를 도시한 도이다. 하나의 예로서, 제1 내지 제4단위 양극산화막 시트(201, 202, 203, 204)가 순차적으로 적층될 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)는 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)의 적층 개수와 상관없이 상, 하부 표면(180, 190)을 포함하는 표면(SF)이 배리어층(BL)으로 구성되어 상, 하부 표면(180, 190)이 배리어층(BL)으로 대칭되는 구조를 형성하도록 구비될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 14(a)에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)의 하부 표면(190)을 형성하는 제1단위 양극산화막 시트(201)는 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 위치하는 구조로 구비될 수 있다. 또한, 상부 가이드 플레이트(40)의 상부 표면(180)을 형성하는 제4단위 양극산화막 시트(204)는 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 위치하는 구조로 구비될 수 있다. 이로 인해, 상부 가이드 플레이트(40)의 상, 하부 표면(180, 190)은 배리어층(BL)으로 구성되어 배리어층(BL)이 대칭되는 구조로 형성될 수 있다.
상부 가이드 플레이트(40)의 상, 하부 표면(180, 190)을 형성하는 제1 및 제4단위 양극산화막 시트(201, 204) 사이에 구비되는 제2, 3 단위 양극산화막 시트(202, 203)는 다양한 형태로 구성되어 구비될 수 있다.
도 14(a)에 도시된 바와 같이, 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 적층되는 제2단위 양극산화막 시트(202)는 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 형성되어 구비될 수 있다. 제2단위 양극산화막 시트(202)의 상부에 적층되는 제3단위 양극산화막 시트(203)는 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 형성되어 구비될 수 있다.
이와는 달리, 도 14(b)에 도시된 바와 같이, 제2단위 양극산화막 시트(202)는 다공층(PL)의 상부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 형성되어 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 적층될 수 있다.
이와는 달리, 도 14(c)에 도시된 바와 같이, 제2단위 양극산화막 시트(202)는 배리어층(BL)이 제거되어 다공층(PL)으로 구성된 양극산화막(101)으로 구성되어 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 적층될 수도 있다.
이와는 달리, 도 15(a)에 도시된 바와 같이, 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 구성된 제2단위 양극산화막 시트(202)가 적층되고, 제2단위 양극산화막 시트(202)의 상부에 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 구성된 제3단위 양극산화막 시트(203)가 적층될 수도 있다.
이와는 달리, 도 15(b)에 도시된 바와 같이, 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 배리어층(BL)이 제거된 다공층(PL)으로 구성된 제2단위 양극산화막 시트(202)가 적층되고, 그 상부에 다공층(PL)의 하부에 배리어층(BL)이 존재하는 구조로 구성된 제3단위 양극산화막 시트(203)가 적층될 수도 있다.
이와는 달리, 도 15(c)에 도시된 바와 같이, 제1단위 양극산화막 시트(201)의 상부에 배리어층(BL)이 제거된 다공층(PL)으로 구성된 제2, 3단위 양극산화막 시트(202, 203)가 순차적으로 적층될 수도 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 플레이트(40)는 상, 하부 표면(180, 190)을 포함하는 표면(SF)을 형성하는 제1 및 제4단위 양극산화막 시트(201, 204)의 구조는 동일하고, 제1 및 제4단위 양극산화막 시트(201, 204) 사이에 구비되는 제2, 3단위 양극산화막 시트(202, 203)의 형태를 다양하게 하여 다양한 구조로 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조한 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)가 적층되는 구조는 하나의 예로서 도시된 형태이므로 이에 한정되지 않는다. 상부 가이드 플레이트(40)는 상, 하부 표면(180, 190)이 배리어층(BL)으로 구성되고 그 표면(SF)이 배리어층(BL)으로 대칭되는 구조라면 복수개의 단위 양극산화막 시트(200)를 적층하는 구조에는 한정이 없다.
본 발명을 구성하는 공간변환기(ST)는 상부 가이드 플레이트(40) 또는 하부 가이드 플레이트(50)와 같이 복수개의 양극산화막(101) 재질로 구성된 요소가 적층되는 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한 상부 가이드 플레이트(40)의 적층 구조는 공간변환기(ST)의 적층 구조에도 동일하게 적용될 수 있다.
이로 인해, 상, 하부 표면(180, 190)의 밀도가 균일하여 휨 변형이 방지되고, 파티클이 기공홀(101a)을 통해 유입되는 문제가 방지되는 효과가 동일하게 발휘될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면 본 발명은 양극산화막(101) 재질로 구성된 공간변환기(ST)의 상부에 회로 기판(160)을 구비하고, 하부에 양극산화막(101) 재질로 구성된 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 포함하는 프로브 헤드(1)를 구비할 수 있다.
본 발명은 공간변환기(ST)의 표면에 결합부재(150)의 일단(150a)이 고정되고 타단(150b)이 회로 기판(160)에 결합되는 구조를 형성하여 이와 같은 구조가 공간변환기(ST)의 평탄도 조절 및 공간변환기(ST) 지탱의 기능을 동시에 수행하도록 할 수 있다. 이로 인해 공간변환기(ST)의 평탄도 조절 및 지탱의 기능 수행하는 별도의 구성을 각각 구비할 필요없는 효율적인 구조가 형성될 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구조에서 실질적인 프로빙 과정을 수행하는 프로브(80)와 직접적으로 관계되는 공간변환기(ST) 및 상, 하부 가이드 플레이트(40, 50)를 양극산화막(101) 재질의 동일한 재질로 구성하여 구조적 효율성은 높고, 고온의 환경에서 열변형이 최소화되어 열변형으로 인한 기능적 오류(구체적으로, 프로브(80) 및 공간변환기(ST)에 구비되는 프로브 접속 패드(130)간의 얼라인이 어긋나면서 발생하는 검사 오류)가 최소화되는 효과를 발휘할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100: 프로브 카드 101: 양극산화막
150: 결합부재 160: 회로 기판
170: 인터포저 1: 프로브 헤드
ST: 공간변환기

Claims (7)

  1. 양극산화막 재질로 구성되고, 수직 배선부와, 상기 수직 배선부와 연결되도록 구비되는 수평 배선부 및 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및
    일단이 상기 공간변환기의 표면에 고정되고 타단이 상기 공간변환기의 상측에 구비되는 회로 기판에 결합되는 결합부재;를 포함하고,
    상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트 및 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 포함하는 프로브 헤드를 더 포함하고,
    상기 상부 가이드 플레이트 또는 상기 하부 가이드 플레이트 중 적어도 하나는 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성되고,
    상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트는 프로브의 슬라이딩을 안내하는 프로브 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공간변환기의 표면에 형성되는 홈;
    상기 홈 내벽에 구비된 금속층;
    금속 재질의 상기 결합부재를 상기 금속층에 결합하기 위한 솔더층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공간변환기의 표면에 구비된 금속층; 및
    금속 재질의 상기 결합부재를 상기 금속층에 결합하기 위한 솔더층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
  4. 양극산화막 재질로 구성되고, 수직 배선부와, 상기 수직 배선부와 연결되도록 구비되는 수평 배선부 및 복수개의 프로브와 전기적으로 연결되는 프로브 접속 패드를 구비하는 공간변환기; 및
    일단이 상기 공간변환기의 하면을 지지하고 몸체가 상기 공간변환기를 관통하고 타단이 상기 공간변환기의 상측에 구비되는 회로 기판에 결합되는 결합부재;를 포함하고,
    상부 가이드 구멍을 구비하는 상부 가이드 플레이트 및 하부 가이드 구멍을 구비하는 하부 가이드 플레이트를 포함하는 프로브 헤드를 더 포함하고,
    상기 상부 가이드 플레이트 또는 상기 하부 가이드 플레이트 중 적어도 하나는 복수개의 단위 양극산화막 시트가 적층되어 구성되고,
    상기 상부 가이드 플레이트 및 상기 하부 가이드 플레이트는 프로브의 슬라이딩을 안내하는 프로브 카드.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 상부 가이드 플레이트 또는 하부 가이드 플레이트의 상, 하부 표면은 금속을 양극 산화하여 형성되어 규칙적으로 배열된 기공홀이 구비되는 다공층의 하부에 형성되어 상기 기공홀의 일단을 폐쇄하는 배리어층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 카드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015111542A1 (ja) * 2014-01-27 2015-07-30 富士フイルム株式会社 微細構造体、多層配線基板、半導体パッケージおよび微細構造体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101674135B1 (ko) * 2010-01-13 2016-11-09 (주)엠투엔 프로브 카드
KR101816676B1 (ko) * 2016-02-16 2018-01-11 (주) 루켄테크놀러지스 프로브 카드
KR101823527B1 (ko) 2016-06-09 2018-01-30 (주)포인트엔지니어링 프로브 카드용 기판 및 이를 이용한 프로브 카드

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015111542A1 (ja) * 2014-01-27 2015-07-30 富士フイルム株式会社 微細構造体、多層配線基板、半導体パッケージおよび微細構造体の製造方法

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